7月26日,在北京大學英傑交流中心,前來參加APEC海洋垃圾防治創新途徑研討會的多位專家學者,分別公布了各自對我國近海微塑料含量及分布特徵的研究結果。然而,他們呈現的研究結果和數據卻大不一樣,甚至有著極大差異。
微塑料汙染是近年來全球海洋垃圾汙染的熱點問題,我國近海微塑料含量多少,直接為政府相關減排決策提供依據。我國近海微塑料含量究竟如何?數據差異背後的原因是什麼?哪些更科學、更真實?為此,記者現場採訪了這些專家。
微塑料含量是高還是低?
來自中國科學院煙臺海岸帶研究所的研究員駱永明是第一個發言的,駱永明研究團隊主要關注渤海微塑料的豐度、形貌及分布特徵。「我們的調研數據與有些單位的數據不一樣」,駱永明坦言。
根據駱永明研究團隊的調研結果,渤海微塑料的豐度為每升0.4個~5.2個,平均豐度為每升2.2個。換算一下,就是每立方米2200個。中國科學院海洋研究所研究員孫曉霞說,根據國家海洋環境監測中心已發表的研究數據,渤海表層海水裡塑料濃度非常低,每立方米只有0.3個微塑料。
2200個對比0.3個,差異之大不言而喻。
駱永明團隊還對渤海微塑料的分布特徵進行了研究。駱永明說,在渤海不同海域、不同海水深度的微塑料含量明顯不同,「從微塑料與水深關係來看,更多微塑料聚集在渤海5米~15米水深處。隨著水體深度加深,尤其15米以下,水體中小於300微米的微塑料不斷增多。沉積物中的微塑料含量很高。」
孫曉霞團隊最近幾年在黃海、東海進行表層海水、浮遊動物及魚類體內塑料分布、濃度、組成特徵研究,結果發現,黃海表層海水微塑料濃度更低,平均每立方米只有0.1個微塑料;在東海,平均濃度也是每立方米0.3個,但生物體內存在一定的累積。「綜合中國近海幾大海域情況,現在觀測到的表層海水中微塑料濃度並不是特別高,或者說比較低。」孫曉霞說。
2016年,國家海洋部門在我國沿海水域監測海洋微塑料的分布狀況。監測結果表明,中國東部近海表層水體中微塑料的平均豐度約為每立方米0.29個。
研究結果為何差異如此之大?
談到數據差異巨大的原因,駱永明說:「主要是所用的採樣工具與方法學的差異導致的。」
據駱永明介紹,團隊採用500噸位的船採樣,這樣船隻不僅可以覆蓋全渤海海域,而且可以更靠近海岸。團隊研究人員在水體中採用溫鹽深儀採集大水樣,用抓斗採集沉積物樣品,然後採用20微米的濾膜過濾,再用顯微紅外光譜儀識別真假微塑料。這樣就能收集到20微米以上的不同類型微塑料,進行科學識別,以免誤判。
而孫曉霞研究團隊、國家海洋環境監測部門的團隊更多是在近岸和近海區域進行採樣,採用的是網孔直徑為500微米或330微米的拖網作業。國家海洋環境監測中心海洋垃圾和微塑料研究中心副主任穆景利介紹:「所採取的是斷面採樣,設計的站位有一定梯度,這樣覆蓋的面積更大,數值平均之後微塑料含量就比較低了。」
兩種方式哪一種更合理呢?
「用較大孔徑的拖網會丟失330微米以下的微塑料。」駱永明認為,在微塑料含量研究中,應該更注意小的微塑料。「越細越小的微塑料更容易進入到生物體內。」
駱永明說,500微米、330微米的拖網通常用於海水錶層收集生物,是否適用於海洋微塑料的收集、調研工作,這是需要提出疑問的。根據駱永明團隊的研究結果,高含量的微塑料主要集中在渤海水體中部位置及沉積物中,而並非表層。
穆景利說,從監測角度來看,因為涉及面廣,要考慮不同地方政府、不同研究團隊是否有經濟實力、有能力獲取這些數據。而且,還涉及後續分析儀器、分析技術的可行性問題。據了解,微塑料的粒徑越小分析難度越大,投入的人力和物力都將大大增加。
穆景利說,拖網取樣可以獲得較大體積的水樣樣品,不確定性也將會降低。這些都是拖網取樣目前相對應用較多的原因。
駱永明和穆景利一樣,同樣談到經費限制問題,並向記者列舉了一些數據,「500噸的船,一天成本大約在5萬元左右。我們在渤海及北黃海設置了20個點位,全程多目標採樣完成大約需要10天~15天,成本很高。」駱永明說。
而想要拿到更準確的數據,還需要在不同年份、不同季節分別採樣。據了解,駱永明團隊此次研究結果是2015年開始至今、分4次全程採樣獲取的。
「數據差異大不僅僅是方法不一致的問題,還存在採樣水層、採樣站位等差異。」孫曉霞說。
華東師範大學河口海岸學國家重點實驗室教授李道季說,造成渤海微塑料含量研究結果差異大的原因,是使用採樣工具的不同導致的。採集水樣分析,會因為大量的衣物等紡織品化學纖維被統計在內導致數量劇增。不過李道季也談到:「問題是如果僅以數量單位來認識微塑料,顯然是不科學的,也容易造成誤解。但由於微塑料樣品重量實在太輕,往往難以稱量。」
駱永明團隊發現,經過顯微紅外光譜儀識別過的渤海微塑料以纖維類為主,而且隨著水體深度的增加,纖維類微塑料的比例也
不斷增加。這或許能部分說明該團隊獲得的數據為何如此之大。
採樣及研究方法均待統一
海洋塑料垃圾的研究結果出現極大差異並不是個案。
此次研討會上,李道季也介紹了團隊的最新研究成果。李道季說,根據團隊研究模型顯示,2011年~2016年,我國塑料垃圾入海量在37萬噸~97萬噸之間變化。
而2015年,美國喬治亞大學的一個研究團隊在《科學》雜誌上發表論文,估算了全球192個國家和地區生活在距離海岸50公裡內的人口排放的塑料垃圾,前五大排放國都在亞洲,其中中國最多,2010年排入海洋的塑料垃圾量為132萬噸~353萬噸,引起一片譁然。
李道季說,這一美國模型假設是基於固體廢棄物、人口和經濟狀況,通過研究區域無管控塑料垃圾量,推測直接排入海洋的量,其中使用了美國河流中微塑料與大塊塑料垃圾的比例,這些並不適用於中國。「這也表明,微塑料的組成和成分是非常重要的,有些化學合成纖維類的微塑料與大塊的塑料垃圾並沒有任何相關性。」李道季說。
駱永明呼籲學界在採樣工具和方法學上達成共識,「不僅僅是在我國,在區域、全球都亟須達成共識,形成共同的研究方法,這樣得出的數據才具有可比性。」駱永明說,「不僅僅數據要有可比性,還要反映客觀真實的微塑料存在現狀。講規範與講真實要統一起來。」
在穆景利看來,兩種採樣方式各有利弊,可以作為相互補充的方式同時開展。
李道季則談到塑料纖維是否應該計入微塑料含量中。李道季說,城市汙水處理廠排海汙水中含有大量衣物纖維,大量塑料纖維尤其衣物纖維進入環境中,被統計到微塑料內。在方法學上,建議能否將衣物纖維、塑料纖維和通常研究的微塑料區別界定,「當然,這是很難的。」
然而,不論是採樣工具、採樣方式還是統計方法,如何統一都還在討論中。
據悉,聯合國海洋環境保護科學問題聯合專家組正在制訂一套更協調的海洋塑料垃圾監測和評估方法指南草案,其中就包括微塑料監測和評估方法。這一草案現在正交由區域涉海專家審閱,預計將在2018年11月公布。我國科學家正在積極組織審閱中。